Полярографический ферментный электрод

Полярография тесно связана с электролизом (рис. 1.1). Предшественником полярографического ферментного электрода можно считать ртутный капающий электрод Гейровского (рис. 1.2) [17]. В годы между двумя мировыми войнами Гейровский детально исследовал электрохимическую природу поверхности ртути во взаимосвязи с приложенным потенциалом и химическими реакциями. Для проведения этой работы из растворов предварительно удаляли воздух, так как присутствие кислорода создавало заметные помехи в полярографии (так был назван новый метод) с ртутным [c.12]

Рассматривая ферменты как специфические химические преобразователи, переводящие определяемое вещество в форму, детектируемую физическими или химическими методами, удалось придумать и разработать новый класс сенсоров, для которых характерна чувствительность к биологическим соединениям. Перспективным путем повышения селективности и чувствительности и расширения возможностей этих устройств является комбинирование различных ферментов, например эстераз, дегидрогеназ и оксидаз с детекторами-полярографическими, кондуктометрическими, потенциометрическими, акустическими и оптическими. Б первых ферментных электродах ферменты физически удерживались на поверхности сенсора или в непосредственной близости от нее. Позже были предложены методы химической иммобилизации, осаждения и другие. Коферменты также физически или химически закрепляются на поверхности сенсора. Перевод фермента в нерастворимую форму как способ увеличения его времени жизни позволяют избежать осложнений, связанных с осмотическими явлениями в коллоидных растворах, особенно когда в ферментном электроде используется проницаемая для определяемого компонента мембрана В идеальном случае ферментный биосенсор должен работать непосредственно в неразбавленной цельной крови, подобно газовым и рН-электродам, в свое время произведшим революцию в анализе. [c.11]

В принципе существует два типа полярографических сенсоров с ферментным электродом. В одном случае определяемое вещество взаимодействует с кислородом в присутствии фермента, и регистрируется изменение давления кислорода. В другом- [c.14]

Наньо и Гюильбо [548] разработали новый ферментный электрод на L-аминокислоты на основе электрода — датчика растворенного кислорода, который представляет собой платиновый дисковый электрод (Бекман 39273), запрессованный в пластмассовый цилиндрический корпус. Иммобилизованный сополимер фермента, полученный смешением оксидазы L-аминокислоты, альбумина и глутарового альдегида в 0,1 М фосфатном буферном растворе (pH 7,3), наносят на поверхность платины. Чтобы защитить слой фермента, на электрод надевают чехол из найлоновой ткани, укрепленный резиновым кольцом. Снижение концентрации растворенного кислорода в результате ферментативной реакции [см. реакцию (15.2)] измеряют полярографическим методом. Порядок работы в этом случае такой же, как и при определении спиртов (см. разд. 7.1). Электрод стабилен в течение по крайней мере 4 месяцев, время отклика составляет 1 мин. [c.191]

Концентрация растворимого ферментного электрода (гл. 1) впервые была выдвинута Кларком и Лайонсом [6] в 1962 г. Однако лишь в 1971 г. была создан [50] первый работающий ферментный электрод на основе глюкозооксидазы, иммобилизованной в геле на поверхности полярографического кислородного электрода, который позволяет определять глюкозу в биологических жидкостях и тканях. Ферментные электроды могут работать и как вольтамперометрические, и как амперометрические датчики, то есть измеряется ток при приложенном постоянном напряжении. В 1969 г. Гилболт и Монталвв [19] предложили первый потенциометрический (измеряется потенциал системы без наложения внешнего напряжения) ферментный электрод для определения мочевины. С тех пор в литературе описано более ста различных электродов данные [c.120]

Ферменты, принимаюшие участие в окислении или восстановлении биологических молекул (оксидоредуктазы), либо содержат в активном центре группу, которая может окисляться/восстанавливаться, например железо, медь, флавин или хинон, либо выполняют свою биологическую роль совместно с каким-либо редокс-кофактором, например ЫАВ(Р) . Из-за трудности осуществления прямой электрохимической реакции между редокс-центром и голым электродом и отсутствия эффективных электро-каталитических поверхностей для рециклирования восстанавливаемого кофактора в первых ферментных электродах электрохимические процессы лишь косвенно влияли на активность фермента. Классическим примером является сенсор глюкозы па основе фермента глюкозооксидазы и полярографического кислородного электрода, предложенный Кларком и Лайонсом [15] в 1962 г. и усовершенствованный Апдайком и Хикссом [54] в 1967 г. (гл. 1). Глюкозооксидаза представляет собой РАВ-содержащий фермент (рис. 15.1), катализирующий окисление глюкозы в глюконовую кислоту [c.212]

Быстрое ферментативное определение этанола представляет интерес как для клинической химии, так и для биотехнологии. В одной из недавних работ [18] сравнивали результаты определения спирта ферментным электродом на основе полярографического кислородного электрода и ферментным термистором в обоих случаях использовали один и тот же фермент - алкогольоксидазу из andida boidini (ЕС 1.1.3.13). Стабильность алкогольоксидазы на пористом стекле в ферментном термисторе за- [c.466]

О биосенсорах, т. е. сенсорах, включающих биологический материал (рис. 1.4), впервые сообщалось на симпозиуме New York A ademy of S ien es в 1962 г. [6]. В этом сообщении было предложено использовать ферментные преобразователи, встроенные в мембраны (так, что получается подобие сандвича), чтобы сделать электрохимические сенсоры (pH, полярографические, потенциометрические или кондуктометрические) более совершенными. В результате получились сенсоры, специфически чувствительные к определенным субстратам, поскольку они детектировали образование продукта ферментативной реакции или расход одного из участвующих в этой реакции веществ. Описана, в частности, комбинация глюкозооксидазы с Ог-электродом Кларка для определения глюкозы по убыли содержания кислорода при превращении глюкозы в глюконовую кислоту и пероксид водорода. [c.14]

Один из способов решения проблемы полярографически активных веществ, содержащихся в анализируемом образце, заключается в конструировании мембран, которые предотвращают попадание нежелательных веществ на поверхность платины. Для этого необходимо две мембраны, одна из которых, внутренняя, исключает проникновение любого нежелательного вещества, а другая - внешняя, обеспечивает прохождение субстрата (а также обычно и мешающего вещества) в ферментный слой. Разработано множество комбинаций таких мембран и несколько из них имеется в продаже. Например, в глюкозном и лактатном электродах фирмы 81 используются комбинации ацетилцеллюлозных и поликарбонатных мембран Кис1ероге. [c.16]